Polioximetileno plástico estático anti Rod de ingeniería POM del diámetro 20 mm
Propiedades principales de las varillas de POM antiestáticas
Propiedades básicas de los materiales
El polioximetileno (POM) es un plástico de ingeniería termoplástico altamente cristalino (≥70%). Su cadena molecular está compuesta de unidades repetidas -CH₂-O-, lo que da como resultado una gran regularidad e imparte las siguientes propiedades fundamentales al material:
Rigidez ultraalta: resistencia a la tracción ≥70 MPa, resistencia a la flexión ≥90 MPa y módulo elástico ≥3000 MPa (cercano al de la aleación de aluminio), lo que lo hace adecuado para piezas estructurales que soportan cargas elevadas (como rieles guía de precisión).
Fricción extremadamente baja y autolubricante: el coeficiente de fricción de la superficie es de solo 0,2-0,3 (en comparación con 0,15-0,3 para el acero metálico, que requiere lubricación). El coeficiente de fricción dinámico es aproximadamente un 30% menor que el coeficiente de fricción estático, lo que permite su uso en piezas deslizantes (como casquillos de cojinetes) sin necesidad de lubricación adicional.
Excelente estabilidad dimensional: Coeficiente de expansión lineal ≈8×10⁻⁶/℃ (aproximadamente 1/2 de acero y 1/3 de aluminio), con poco efecto del cambio de temperatura (-40 ℃ a 100 ℃), adecuado para escenas de precisión con estrictos requisitos de tolerancia (como piezas de posicionamiento de equipos semiconductores). Alta resistencia a la fatiga: bajo cargas alternas (como fricción y flexión repetidas), la vida a la fatiga es 2-3 veces mayor que la del nailon (PA66), adecuado para piezas con operación a largo plazo (como engranajes y levas).
Principio de implementación de la función antiestática.
La varilla POM antiestática controla la resistividad de la superficie/volumen de las dos formas siguientes para inhibir la acumulación de electricidad estática:
(1) Método de adición de relleno conductor (modificación masiva) Durante el proceso de polimerización de POM o moldeo por extrusión, se agregan partículas conductoras como negro de humo (CB), fibra de carbono (CF), óxidos metálicos (como el óxido de antimonio y estaño ATO) y grafito conductor para formar una red conductora a través del contacto o efecto túnel entre las partículas, lo que permite que la carga se descargue rápidamente.
Negro de humo (más utilizado): negro de humo ultrafino (como el negro de acetileno) con un tamaño de partícula ≤30 nm. Con una tasa de adición del 3% al 8%, la resistividad de la superficie se puede reducir de 10⁵Ω a 10⁶-10⁹Ω (grado antiestático); a una tasa de adición ≥10%, la resistividad se reduce aún más a 10⁴-10⁶Ω (grado conductor). Sin embargo, una adición excesiva puede reducir la rigidez del POM (la resistencia a la tracción disminuye aproximadamente entre un 10% y un 15%) y el brillo de la superficie.
Fibra de carbono: Las fibras de carbono cortadas con una longitud de 3-12 mm (tasa de adición 2%-5%) forman vías conductoras tridimensionales a través de puentes de fibra, equilibrando las propiedades antiestáticas con la rigidez (las fibras de carbono tienen una resistencia a la tracción de ≥3000 MPa), lo que las hace adecuadas para aplicaciones que requieren propiedades mecánicas más altas.
Óxidos metálicos (como ATO): el óxido de antimonio y estaño a nanoescala (tamaño de partícula ≤50 nm) genera electrones libres mediante dopaje iónico, lo que da como resultado una conductividad estable con un impacto mínimo en la transparencia del material.
(2) Tratamiento antiestático superficial (recubrimiento/revestimiento)
Se forma un recubrimiento antiestático (por ejemplo, un recubrimiento de polímero que contiene sales de amonio cuaternario) o un revestimiento metálico (por ejemplo, una capa conductora de níquel) sobre la superficie de la varilla de POM mediante pulverización, inmersión o tratamiento con plasma para reducir directamente la resistividad de la superficie. Este método no cambia las propiedades del POM en sí, pero el recubrimiento tiene una adherencia limitada (puede caerse después de una fricción prolongada) y generalmente se usa para necesidades antiestáticas temporales (por ejemplo, uso a corto plazo de accesorios en laboratorios).
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